金星有什么特点?
金星是八大行星之一,在离太阳由近到远的顺序中,它是第二颗。它是离地球最近的行星。中国古代称之为太白或太白金星。它有时是晨星,黎明前出现在东方的天空,被称为“祁鸣”。有时是一颗暗淡的星,黄昏后出现在西方的天空,称为“长庚”。金星是全天除太阳和月亮之外最亮的星星,最大亮度为-4.4,比著名的天狼星(全天除太阳之外最亮的星星)亮14倍,像一颗耀眼的钻石,所以古希腊人称它为爱与美的女神阿芙罗狄蒂,而罗马人称它为美神维纳斯。
金星和水星一样,是太阳系中仅有的两颗没有天然卫星的大行星。所以金星上的夜空没有“月亮”,最亮的“星星”是地球。因为离太阳近,所以从金星上看到的太阳的大小比从地球上看到的大1.5倍。
有人说金星是地球的孪生姐妹。的确,从结构上看,金星和地球有很多相似之处。金星半径约6073公里,仅比地球半径小300公里,体积是地球的0.88倍,质量是地球的4/5。平均密度略小于地球。但是两者之间的环境有很大不同:金星表面温度很高,没有液态水。再加上极高的大气压和严重缺氧等残酷的自然条件,金星不可能有任何生命。所以金星和地球只是一对姐妹。
金星周围有稠密的大气层和云层。这些云给金星表面蒙上了一层神秘的面纱。只有借助射电望远镜,我们才能穿越这一大气层,看到金星的真面目。金星的大气中,二氧化碳最多,占97%以上。同时还有一层厚达20到30公里的浓硫酸。金星表面温度高达465至485度,大气压约为地球的90倍。
金星的自转非常特殊,它是太阳系中唯一反向自转的大行星。它的自转方向与其他行星相反,从东向西。因此,在金星上,太阳从西边升起,在东边落下。金星围绕太阳的轨道是一个非常接近正圆的椭圆,与黄道平面重合。它的公转速度约为每秒35公里,公转周期约为224.70天。但它的自转周期是243天,也就是说,金星的“一天”比“一年”要长。
金星反转可能是很久以前金星与其他小行星相撞造成的,但目前还没有得到证实。除了这种不寻常的逆行,金星还有一点不寻常。金星的自转周期和轨道是同步的,这样当两颗行星距离最近时,金星总是以同一张脸对着地球(每5.00438+0金星日一次)。这可能是潮汐锁定作用的结果——当两颗行星足够近时,潮汐力会影响金星的自转。当然,也可能只是巧合。
星体数据
公转周期:224.70438+0天。
平均轨道速度:35.03千米/秒。
轨道偏心率:0.007
轨道倾角:3.4度
赤道直径:12,103.6公里
质量(地球质量= 1): 0.8150。
密度:5.24克/立方厘米
轮换周期:243.01天。
卫星数量:0
公转半径:108,208,930公里(0.72天文单位)
表面积:4.6亿平方公里
表面重力:8.78米/秒2
自传时间:-243.02天
逃逸速度:10.4km/s。
最低平均表面温度为737K 750K 773K。
地形学
金星表面的大平原上有两个主要的大陆高地。北部的高地叫伊什塔迪,那里有金星最高的麦克斯韦山脉(比喜马拉雅山高两公里左右)。它是以詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的名字命名的。麦克斯韦尔山脉环绕着拉克西米高原。伊什塔尔大约有澳大利亚那么大。南半球有一块更大的阿佛洛狄忒地,面积相当于南美洲。在这些高地之间有许多广阔的低地,包括塔兰塔平原的低地、根内维尔平原的低地和拉维尼亚平原的低地。除了麦克斯韦山脉,所有的金星地貌都是以真实或神话中的女性命名的。因为金星厚厚的大气层在到达金星表面之前减缓了流星和其他天体的速度,所以金星上的陨石坑不超过3.2公里。
大约90%的金星表面是由不久前凝固的玄武岩熔岩形成的,但也有少数陨石坑。这说明金星最近正在进行表面重建。金星内部可能与地球相似:半径约3000公里的地核和熔岩构成的地幔构成了金星的大部分。来自麦哲伦的最新数据显示,金星的地壳比以前认为的更厚更坚固。可以推断,金星没有像地球一样的可移动板块结构,但金星表面遍布大量有规律的火山喷发。金星上最古老的特征只有8亿年,大部分区域都相当年轻(但也有几亿年了)。最近的发现表明,金星的火山在孤立的地质热点仍然活跃。
与太阳系中的其他行星相比,金星本身的磁场非常弱。这可能是因为金星自转不够快,其核心的液态铁由于切割了磁感应线而较弱。这样,太阳风就可以毫无缓冲地撞击金星的高层大气。最早的时候,人们认为金星和地球的水在数量上是相等的。然而,太阳风的袭击已经将金星高层大气中的水蒸气分解为氢气和氧气。氢原子由于质量小而逃逸到太空中。金星上氘(氢的一种同位素,较重,逃逸较慢)的比例似乎支持这一理论。而氧气与地壳中的物质结合,所以大气中没有氧气。金星表面非常干燥,因此金星上的岩石比地球上的岩石更坚硬,从而形成了更陡峭的山脉、悬崖等地貌。
另外,根据探测器的探测,发现金星的岩浆中含有水。金星可能和地球一样有很多水,但是被蒸发消散了,所以现在非常干燥。如果地球离太阳近一点,也会有同样的运气。我们就会知道为什么基本条件如此相似却有如此不同的现象。
金星表面大部分由微微起伏的平原组成,也有几个宽阔的洼地:亚特兰大平原、桂妮维亚平原、拉维尼亚平原;;还有两个大高地:北半球和澳大利亚一样大的Ishtar Terra和赤道沿线和南美洲一样大的Aphrodite Terra。伊什塔尔主要由拉克什米高原(Lakshmi Planum plaum)组成,周围环绕着金星上最高的山脉,包括巨型山峰麦克斯韦蒙特斯(Maxwell Montes)。
麦哲伦飞机成像雷达的数据显示,金星的大部分表面被熔岩流覆盖。有几个大的屏蔽火山,如Sif Mons,类似于夏威夷和火星的Olympus Mons。最近公布的发现数据显示,金星的火山活动仍然非常活跃,但集中在几个热点;大部分地区地形已经形成,比过去几亿年安静很多。
金星上没有小陨石坑,似乎小行星在进入金星稠密的大气层时没有被烧尽。金星上的环形山都是成串的,这似乎是因为大型小行星通常在到达金星表面之前就在大气层中分裂开来。
金星上最古老的区域似乎形成于8亿年前。当时,大范围的山火擦洗了早期的表面,包括金星早期历史中形成的几个大型环形山。
金星没有磁场,可能是自转速度慢造成的。
金星表面比较年轻,大约形成于300万到500万年前。金星的地形相对平坦。金星70%平,20%低,10%高地。最高峰10590米,比珠穆朗玛峰还高。一条从南到北贯穿赤道的1200公里长的大峡谷,是八大行星中最大的峡谷。
金星上没有小陨石坑。由于金星表面大气稠密,minior在进入金星大气层时被烧毁。金星上的陨石坑通常是成群的,可能是因为较大的小行星在到达金星表面之前就在大气层中解体了。
火山和火山活动金星有许多表面。至少85%的金星被火山岩覆盖。除了数百座大火山,还有100000多座小火山散布在金星表面。火山喷出的熔岩流产生了长长的沟渠,范围达数百公里,最长的超过7000公里。
金星上的火山分布
金星上密布着火山,是太阳系中火山数量最多的星球。已发现的大型火山和火山地貌有1600多处。此外,还有数不清的小火山,没有人统计过它们的数量。估计总数超过65438+万,甚至1万。
金星火山有不同的形状。除了比较常见的盾状火山,这里还有很多复杂的火山地貌和特殊的火山构造。到目前为止,科学家还没有在这里发现活火山,但由于研究资料有限,虽然大部分金星火山早已熄灭,但也不能排除少数仍然活跃的可能性。
金星和地球有许多共同之处。它们的大小和体积相似。金星也是太阳系中距离地球最近的行星,同样被云层和厚厚的大气层所包围。和地球一样,金星的表面年龄很年轻,大约5亿年。
然而,在这些基本的相似之处中有许多不同之处。金星的大气成分多为二氧化碳,因此其表面具有强烈的温室效应,表面温度可高达?90倍的压力。这几乎相当于地球表面下一千米的水压。
金星表面没有水,空气中也没有水。它的云的主要成分是硫酸,比地球云的高度高很多。由于大气压力较高,金星上的风速相应较慢。也就是说,金星表面既没有受到风的影响,也没有受到雨水的冲刷。所以金星的火山特征可以很明显的维持很长时间。
金星没有板块结构,没有线性火山链,没有明显的板块消亡带。金星虽然是纵横交错的峡谷,但是没有像地球一样的海沟。
种种迹象表明,金星火山的喷发形式也比较简单。凝固的熔岩层表明,当大多数金星火山喷发时,它们只是熔岩流。没有剧烈喷发或火山灰喷射的迹象,甚至熔岩也不像地球熔岩那样浑浊粘稠。这种现象不难理解。由于高气压和火山爆发,熔岩需要大量的气体成分。在地球上,促进熔岩猛烈喷发的主要气体是水蒸气,而金星缺乏水分子。此外,地球上的粘质熔岩流和火山灰喷发大多发生在板块灭绝带。因此,板块灭绝带的缺失大大降低了金星火山猛烈喷发的概率。
金星上的大型盾状火山
金星有150多座大型盾状火山。这些盾的直径大多在100km ~ 600km之间,高度约为0.3~5 km。最大的一个直径700公里,高5.5公里。金星火山比地球上的盾状火山更平坦。事实上,最大的金星盾火山的基底直径接近火星上的奥林匹斯山火山,但由于高度不够,体积比奥林匹斯山小得多。
火星上的盾形火山类似于地球上的盾形火山。其中大部分被平缓的放射状长熔岩流覆盖。大多数火山的中心都有喷射孔。因此,科学家推测这些盾牌是由玄武岩构成的,类似于夏威夷的火山。
金星上的盾状火山是分散的,不像地球上的火山链。这说明金星没有活动板块结构。
金星上的小盾火山;
金星大约有65438+万个直径小于20公里的小盾状火山。这些火山通常成串分布,被称为屏蔽带。科学家已经在地图上标出了550多个屏蔽带,其中大部分直径在100~200公里之间。盾带分布广泛,主要在低洼平原或低洼丘陵地带。科学家发现许多盾区已经被较新的熔岩平原覆盖,因此他们推测盾区的年龄非常古老,可能形成于火山活动的早期。
大气环境金星的天空是橙色的。金星上也有闪电,有记录以来最大的闪电持续了15分钟。
金星的大气主要由二氧化碳组成,并含有少量的氮气。金星的大气压力很高,是地球的90倍,相当于地球海洋1 km深处的压力。大量二氧化碳的存在使得金星上的温室效应大规模出现。如果没有这种温室效应,气温会比现在低400摄氏度。在赤道低地,金星的表面温度极限可以高达500℃,这使得金星的表面温度甚至高于水星,尽管它与太阳的距离是水星的两倍,它获得的太阳光只有水星的四分之一(高海拔的光强为2613.9 W/m2,表面为1071.1 W/m2)。虽然金星自转很慢(金星的“一天”比金星的“一年”长,赤道带的自转速度只有每小时6.5公里),但由于热惯性和稠密大气中的对流,昼夜温差并不大。高层大气中的风可以在短短四天内将热量均匀地传递到金星周围。
金星厚厚的云层将大部分太阳光反射回太空,因此金星表面接收的太阳光较少,大部分太阳光无法直接到达金星表面。金星热辐射的反射率约为60%,可见光的反射率更大。因此,尽管金星比地球更靠近太阳,但其表面获得的光线却比地球少。如果没有温室效应,金星的表面温度会非常接近地球。人们常常想当然地认为金星的浓密云层可以吸收更多的热量,事实证明这是非常荒谬的。相反,如果没有这些云,温度会更高。大气中二氧化碳含量丰富导致的温室效应才是吸收更多热量的真正原因。
2004年金星凌日时云层顶端金星上有时速350公里的强风,但表面很平静,时速不会超过几公里。然而,考虑到大气层的密度,即使是非常缓慢的风也会有很大的力量来克服阻力。金星的云层主要由二氧化硫和硫酸组成,完全覆盖了金星的整个表面。这使得地球上的观测者很难透过这道屏障观测金星表面。这些云顶的温度大约是-45℃,根据美国国家航空航天局给出的数据,金星的表面温度是464℃,云顶的温度是金星上最低的,但是表面温度从来没有低于400℃
金星表面最高温度为447℃,这是由于金星上强烈的温室效应。温室效应是指在传递太阳光的封闭空间内,由于与外界缺乏热交换而形成的隔热效应。金星上的温室效应是惊人的,因为金星的大气密度是地球大气的100倍,大气中97%以上是“保温气体”——二氧化碳;同时,金星大气中有一层厚厚的浓硫酸,厚达20 ~ 30公里。二氧化碳和厚厚的云层只允许阳光通过,却不允许热量通过云层辐射到太空。封闭的太阳辐射使金星表面越来越热。温室效应使得金星表面温度高达465-485℃,基本没有地域、季节、昼夜之分。这也导致金星上的气压非常高,大约是地球的90倍。金星上厚厚的云层使得金星上的白天很模糊。这里没有熟悉的蓝天白云,天空是橙色的。云层顶部有强风,大约每小时350公里,但表面风速很慢,每小时不到几公里。非常有趣的是,金星上空会有闪电和雷暴,就像地球上空一样。
金星的大气压力是90个标准大气压(相当于地球海洋1公里深处的压力),大气大部分由二氧化碳组成,也有几层由硫酸组成的厚达几公里的云层。这些云阻碍了我们对金星表面的观察,使它看起来非常模糊。这种稠密的大气层还产生了温室效应,使金星的表面温度高达400度,超过了740摄氏度(足以熔化铅)。金星表面自然比水星表面热,虽然金星离太阳的距离是水星的两倍。
云层顶部有强风,大约每小时350公里,但表面风速很慢,每小时不到几公里。金星的大气主要是二氧化碳,约占96%,氮气占3%。厚厚的云层悬浮在50到70公里的高空,将大气分为上下两层。这团云是由浓硫酸液滴组成的,其中还掺杂了硫磺颗粒,所以看起来是黄色的。在气候良好的地球上,应该很难想象太阳系中会有如此疯狂的世界
金星近地表的大气速度较慢,每小时只有几公里,但上层可以达到每秒几百公里。金星自转速度很慢,转一圈只需要243个地球日,但上层自转速度这么快还是个谜。
在照片中,我们可以观察到金星表面的云呈倒V字形,这种云系被称为带状风系。这种纬向风实际上是太阳对流造成的。
地质结构
没有关于金星内部结构的直接数据。理论上得出结论,金星内部结构与地球相似,半径约为3100公里的铁镍内核,中间层是主要由硅、氧、铁、镁等化合物组成的“地幔”,外层是主要由硅化合物组成的非常薄的“外壳”。
科学家推测,金星的内部结构可能与地球相似。根据地球的结构,金星地幔的主要成分是以橄榄石和辉石为主的硅酸盐,以及一个以硅酸盐为主的地壳,核心是由铁镍合金组成的。金星的平均密度为5.24g/cc,在九大行星中密度第三,仅次于地球和水星。
直径3000公里的铁核,熔融的石头填充了大部分行星形成地幔。最近从麦哲伦号传回的重力数据显示,金星的外壳比先前假设的要坚硬和厚得多。就像地球一样,地幔内的对流对地表产生压力,但它通过很多相对较小的区域来减少载荷,这样就不会像地球一样在板块边界被破坏。
星体卫星
人们曾经以为金星有一颗卫星叫尼斯,以埃及女神塞斯命名(没有凡人见过她面纱下的脸)。意大利出生的法国天文学家乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼于1672首次发现了这颗行星。天文学家对尼斯的零星观测一直持续到1982,但这些观测结果后来遭到了怀疑(实际上,其他昏暗的恒星在正确的时间处于正确的位置)。所以我们现在认为金星没有卫星。
恒星观测
金星的轨道比水星大。当最大距离角在西方(在太阳里)或东方(在太阳的左边)时,看起来它离太阳的距离是水星的两倍。金星是天空中最亮的天体之一,观察它的最佳时间可能是它刚刚低于地平线的时候。必须注意的是,千万不要用眼睛直视太阳。当太阳下山时,金星下山的时间较晚,它位于太阳的左侧。太阳升起之前,金星先升起。这时,它在太阳的右边。
你可以很容易地分辨出金星,它很亮,略带黄色。金星呈大月牙状时,用双筒望远镜观察最合适。此时,金星位于最大角距点和下合点之间。金星位于地球和太阳之间的低交点处,所以我们看不到它。注意调整望远镜的焦距,使其能观察远处的物体。
恒星探测简史
在太空探测器探索金星之前,一些天文学家认为金星的化学和物理条件与地球相似,在金星上发现生命的可能性大于火星。20世纪50年代末,天文学家首次用射电望远镜观察到金星表面。从1961,前苏联和美国向金星发射了30多颗探测器,从近距离观测到着陆探测。
金星是一颗内行星。如果你从地球上用望远镜看它,你会发现它的相位发生了变化。伽利略对这一现象的观察是支持哥白尼关于太阳系太阳中心理论的重要证据。
第一个造访金星的飞行器是1962年的水手2号。随后,它又相继被其他飞行器造访:金星先锋号、苏联尊严7号(第一艘登陆其他星球的飞船)、尊严9号(第一张返回金星的照片[左])(迄今为止,它至少被造访过20次)。近日,美国轨道飞行器麦哲伦成功制作了一张金星表面地图,雷达(上图)1961。12年2月2日,苏联发射飞船“金星1”,重643公斤,飞至金星96000公里外,进入绕日轨道后失去联系,一无所获。
1962年8月27日,美国发射“水手二号”飞船,于1962+14年2月27日抵达金星附近。星载微波辐射计测量深层大气的温度,红外辐射计测量云层顶部的温度。磁力仪测量结果显示金星磁场很弱,周围没有辐射带。
1967年6月12日,苏联发射“金星”4号飞船,同年6月65438+10月18日进入金星大气层。“金星4号”的着陆器直径1米,重383公斤。外表面覆盖着厚厚的耐高温外壳,设计极限压力为25个大气压。着陆器进入大气层后,展开降落伞,在降落伞的作用下缓慢下落,探测数据及时发送到轨道舱,然后返回地球。当着陆器下降到距离金星表面24.96公里时,信号停止传输。估计是着陆器被金星的高压压坏了。
“金星5号”的发射时间是1969 65438+10月5日,其设计与“金星4号”非常接近,但更强。在着陆器下降过程中,获得了53分钟的探测数据。当着陆器下降到距离金星表面约24~26公里时,受到大气压力的破坏,此时的压力为26.1个大气压。
金星6号于1969 65438+10月10发射,同年5月17到达金星。着陆器一直下降到离金星表面10~12公里处。1970,17年8月,苏联发射“金星7号”,于2月1970,15日抵达金星。飞船的着陆器可以承受180大气压,因此成功到达金星表面,成为第一个造访金星的人类信使。
传回的数据显示温度高达470摄氏度。大气成分主要是二氧化碳,还有少量氧气、氮气等气体。至此,人类揭开了金星神秘的面纱。金星环境复杂多变,天空是橙色的,经常下硫酸雨。一次闪电居然持续15分钟!
1972到达金星表面的金星8号,对金星的土壤进行了测试,还对金星表面的太阳光强度和金星云层进行了电视摄像转播。金星上空异常明亮,天空呈橙黄色,大气中有剧烈的闪电现象和剧烈的湍流。
1975年至1984年是金星探索的高潮期。1975年6月8日,分别发射金星9号和金星10号,分别于15年10月22日和25日进入不同的金星轨道,成为第一对环绕金星的人造金星卫星。两者都探测到了金星的大气结构和特征,并首次发回了电视摄像机拍摄的金星全景地表图像。
1978年9月9日和14年9月4日,前苏联发射金星11和金星12,均成功在金星着陆,工作时间分别为110分钟。特别是金星12在21,65438年2月26日下降到金星期间,探测到金星上空频繁的闪电和轰隆隆的雷声,仅在下降到距离金星11表面5公里的过程中就记录到1000次闪电,一次闪电实际上持续了65438。
人类探索金星的历程。
金星是天空中除太阳和月亮之外最亮的星星,最亮时达到-4.4,比全天最亮的星星天狼星亮14倍。金星与地球相邻,两者最近距离为41万公里,直径小4%左右,质量轻20%,密度低10%。理论上金星有一个半径约为3100km的铁镍核,中间是地幔,外面是壳层。由于它在大小、密度、质量和外观上与地球非常相似,因此有地球“孪生姐妹”的美称。
事实上,金星在许多方面与地球有很大不同。比如它的自转是反向的,也就是从东向西,周期约为243天,比它绕太阳公转周期的225天长18.3天!金星离太阳的距离比地球近约1/3,获得的太阳光比地球多1倍。金星的反照率在所有行星中排名第一,反照率为0.76,也就是说照射在金星上的阳光有3/4以上被金星反射,而地球的反照率只有0.39,月球的反照率只有0.07。这是因为金星有非常稠密的大气层。
对太阳系行星的太空探索始于金星。自20世纪60年代以来,前苏联和美国为揭开金星的秘密投入了巨大的热情和探索竞赛。迄今为止,已有40多个探测器被送往或经过金星,获得了大量关于金星的科学信息。
前苏联是探索金星的先驱。
前苏联于1961 1 24发射金星探测器“巨人”,在太空启动时因运载火箭故障而坠毁。1961 2000年2月12日,“金星1”发射升空。成功飞向金星的探测器重643公斤,飞到距离金星9.6万公里的地方,进入绕日轨道后失去联系,一无所获。6月5438+0965 165438+10月12和5发射的金星2和金星3失败。金星3号重963公斤。当它在金星上硬着陆时,所有的通信遥测信号都中断了。据估计,仪器和设备被毁坏了。尽管如此,前苏联的科学家认为还是有收获的,因为第一次能直接“命中”金星的战斗是成功的。
1967 65438+10月12日,“金星4号”探测器发射成功。它于65438年6月+同年10月抵达金星,并向金星释放了一个着陆器。在其穿过大气层的94分钟期间,测量了大气温度、压力和化学成分。1969年,“金星5号”和“金星6号”发射升空,再次闯入金星大气层进行探测。探测器最终在金星表面着陆,由于硬着陆仪器设备损坏,无法探测金星表面。1970 8月17日,探测器金星7号成功发射。它穿过金星浓密的云雾,冒着高温和炽热,首次实现了在金星表面软着陆。“金星7号”测得金星表面的大气压至少是地球的90倍,温度高达470℃。1972到达金星表面的金星8号,对金星的土壤进行了测试,还对金星表面的太阳光强度和金星云层进行了电视摄像转播。金星上空异常明亮,天空呈橙黄色,大气中有剧烈的闪电现象和剧烈的湍流。
10月30日,1981,1,11,金星13,金星14分别上天。他们的着陆舱携带的自动钻探设备深入金星表面,收集岩石样本。研究表明,金星上的地质构造仍然非常活跃,金星的岩浆中含有水。从两者发回的照片中,我们知道金星的天空是橙色的,表面的物体也是橙色的。“金星13”着陆区的温度为457℃,而“金星14”的着陆点较为平坦,为红褐色高原,地面覆盖着褐色砾石,岩石层坚硬,层次分明。金星13着陆区的气压为89个大气压;“金星14”的着陆面积为94个大气压,相当于地球海洋900米深处的压力。在距离地面30公里到45公里的地方有一层像雾一样的硫酸气体。这种硫酸雾厚约25公里,腐蚀性极强。探测显示金星赤道有一股自东向西的急流,最大风速为每秒110米!金星的大气97%是二氧化碳,还有少量的氮气、氩气、一氧化碳和水蒸气。金星的大气层主要由二氧化碳组成,就像一个温室的保护罩。它只让阳光的热量进来,不让它跑出去,从而在金星表面形成了一个高温高压的环境。